工程技術類通識課程的教學設計

陳琳 朱永愛 劉冬冬 馬建民 趙仕俊

摘要：本文從“石油儀器技術”課程的特點出發，分析教學過程中面臨的具體問題，結合工程技術類通識教育課程的教學目標，探討了本課程教學模式的設計思路和方法，具體包括課程內容體系的頂層設計和基于互動合作環節的課內外活動設計。通過對本課程的深入分析和具體設計，得到了具有一般性的教學模式，目的在于為同類型課程的構建提供可借鑒的思路。

關鍵詞：工程技術類；通識教育；交叉學科；石油儀器；教學設計

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）32-0093-02

一、引言

復旦大學吳曉明在“哲學教學專題研討會”上提出，我國大學通識教育的目標主要定位于三個方面：一是“通識”，打破學科壁壘，實現知識的融會貫通；二是“博雅”，在專業培養之外更要注重培育人的性情、興趣和趣味；三是“全人”，實現人格的健康發展與人的全面發展。相應地，中國石油大學（華東）將通識教育選修課程設置為人文科學、社會科學、體育健康、自然科學和工程技術四大類，分別計入人文素質教育學分和科學素質教育學分，鼓勵學生通過合理設置選修，促進自身知識拓展、精神成長、素質提高和全面發展。

“石油儀器技術”是我中心開設的一門工程技術類通識教育選修課程，主要面向自動化、檢測技術、機電工程、石油工程和計算機應用專業但不僅限于這些專業的本科學生。課程的內容包括學習石油儀器的測量原理、測量方法和測試系統的構成，讓學生掌握油氣藏勘探開發中典型物理參數的測量方法和石油儀器的工作原理，具備根據油氣藏勘探開發中具體測試對象、測試要求、測試環境選擇測量原理和測量方法的能力，具備設計簡單測試系統的能力，為后續課程的學習，從事工程技術工作與科學研究打下堅實的理論與技術基礎。

“石油儀器技術”是典型的交叉學科課程，涉及多學科、多種類的先修課程，要求學生對相關知識有足夠的儲備，對專業知識和學科前沿進展有足夠的了解。由于本課程同時是面向全校學生開設的公共選修課和面向部分專業開設的限選課，課程本身的專業性、交叉學科知識的廣度和深度都為跨專業教學帶來了矛盾和難題。

本文從“石油儀器技術”課程的特點出發，分析教學過程中面臨的具體問題，結合工程技術類通識教育課程的教學目標，探討了本課程教學模式的設計思路和方法，目的在于為同類型課程的構建提供可借鑒的思路。

二、“石油儀器技術”課程特點及面臨的問題

“石油儀器技術”建立在多門學科專業知識交叉融合的基礎上，具體包括測試理論與測試技術、誤差理論與數據處理技術、現代傳感技術及系統、故障診斷與信號分析和處理、系統工程以及石油天然氣工業涉及的多門專業知識。從知識體系的構成來看，“石油儀器技術”具備通識教育的典型特征。該課程建設初始主要是面向自動化、檢測技術、機電工程、石油工程和計算機應用專業等相關專業學生，這類學生具備儀器儀表技術所需的基礎知識。但是由于該課程目前歸屬為通識教育課程，選修該課程的學生結構復雜，既有上述專業的學生，還包括一定比例的文科類專業，包括英語專業、國貿專業等。這就為教學設計帶來了復雜的、互相影響的問題：（1）部分學生缺乏基礎知識，造成學生理解程度迥異，課程進度難以調和；學生上課精力不集中，缺乏積極性和主動性；（2）學生專業復雜，造成人際交往、協作學習的疏離分裂，不利于理論和實踐教學的展開；（3）考核方式不能普遍適用，很難根據學生學習目標不同，達到客觀合理的考核效果；（4）課程建設的理念和方案沒有根據學生結構做出調整，缺乏適應性，需要做出調整修改，以適應課程的性質和目標。

工程實踐教育是“石油儀器技術”課程建設的重要方面。課程中的傳感器參數設計選擇、測試系統的設計搭建、獲取信號的處理分析等都需要學生親自動手參與工程實踐，并通過分析過程中的問題，培養分析問題、解決問題的能力，培養創新意識和團隊協作意識。工程實踐課程實踐性很強，不同于一般的課程，它需要一定的空間環境、教學儀器設備以及師生共同參與才能完成，教學資源應是全方位、多層次、立體化的教學資源。要以教材和課件為基礎，儀器設備等硬件組成的大工程環境為保證，課程網站等網絡環境作為課程的延伸和必要的支撐。但是由于實驗條件的缺乏，學生自身條件的迥異，“石油儀器技術”課程實踐的具體實施過程也存在困難：（1）只能依據現有條件取材，以儀器生產車間參觀和小型油層物理實驗為主，實踐環節被分成零散的單元，在具體實施過程中目標偏向單一，手段缺乏創新，各個環節彼此獨立，缺乏統一的協調和管理，不利于系統地培養學生實踐能力和創新能力。隨著實驗條件的建設和逐步完善，課程的實踐環節需要重新組織設計。（2）由于學生專業基礎不同，對知識的吸收范圍和程度存在明顯差異，造成在實踐環節動手能力的差異，部分學生參與度不高，以及團隊內協作困難等問題。

三、“石油儀器技術”課程的教學設計

根據對“石油儀器技術”課程現狀的分析，目前存在的主要問題是由于課程專業性和通識教育課程性質的矛盾，導致學生的專業結構存在差異，帶來了課堂效率、團隊協作效果、實踐環節、考核方式、課程建設各方面的問題。針對這些情況，我們的課程理念可以歸納為“博學廣識、融會貫通、因人而異、因材施教”。重視學生的專業差異，將教會學生具體知識，轉變為幫助學生吸收需要的知識，形成自己的知識體系，開闊學生的視野，擴展就業的方向，促進學生的工程實踐和創新能力，使學生的綜合素質得到提升。

（一）課程和實踐環節設計

（1）重視課程知識體系的頂層設計。根據“石油儀器技術”課程的知識結構，建立知識模塊、適應學生差異的知識層次、各知識模塊的教學方法、實踐活動形式的對應關系。（2）將實踐環節穿插于課程之中，避免理論學習與實踐環節相脫離。實驗環節包括多種形式：石油儀器實體設備及生產加工過程參觀講解、原理驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗以及根據自愿原則選拔部分學生參與小型項目的研究工作及各種相關的學科競賽。

（二）穿插互動合作環節的課內外活動設計

對該課程課內外活動進行了設計，重點突出運用多種教學平臺及教學實踐方式，促進師生、生生互動，激發學生自主學習的熱情和潛力。（1）在開學階段主要通過社交網絡提前發布各種課程信息，并發布調查問卷。調查問卷主要圍繞兩個目的展開：①調查學生傾向的學習目標、學習方式、課堂習慣、考核方式等，為制定教學公約提供素材；②調查學生的社交行為喜好、專業知識結構等，為劃分學習小組提供依據。（2）將教學或實踐分為六個關鍵環節：①教師創建課程的導入情境；②提出與生活相關或與學生已掌握知識緊密聯系的有趣的新問題；③師生分享相關的文獻資料、網絡資源；④小組討論或協作實踐；⑤展示成果；⑥點評和反思環節。[3]（3）教師和學生通過社交網絡的提問答疑等互動環節要貫穿于學習中，教師在這一過程中要及時掌握學生的學習進度和心理狀況，并在下面的環節及時做出調整。（4）在期末教師提供該學期的總結、提煉的要點及本學期學生的學習成果，供學生下載學習，并可增加學生互評的環節。

四、結語

綜合性大學中基于學科融合的工程技術類通識教育占有較大比例。本文分析了“石油儀器技術”課程的特色和教學中遇到的具體問題，對“石油儀器技術”課程的教學模式進行了設計，探討了相應的教學方法，期望為同類型課程的教學提供一定的借鑒。

參考文獻：

[1]王廣祿.通識教育是高等教育改革方向[N].中國社會科學報，2015，（6）：11.

[2]余勝泉，楊曉娟，何克抗.基于建構主義的教學設計模式[J].電化教育研究，2000，（12）：7-13.

[3]中國石油大學（華東）教務處.中國石油大學（華東）通識教育選修課程設置一覽[Z].2015.